基于范畴论的产品几何特征规范与认证集成智能平台研究

新一代产品几何特征规范与认证（GPS）是适应制造业信息化、标准与计量数字化、产品几何特征设计科学化发展趋势的新型国际标准体系。该体系集成了数量众多、关系错综复杂、数学基础深奥的各种新概念，使其在制造业推行应用的难度急剧增大。近年来，发达国家都竞相研究开发相应的数据库和软件支持系统。为此，特提出与国际同步研究开发具有我国自主知识产权、基于范畴论的产品几何特征规范与认证集成智能平台，以支持我国制造业自主创新和赶超世界先进水平的发展。研究内容包括：基于范畴论构建产品几何特征规范与认证集成智能平台的范畴数据模型；应用模式语言建立几何特征规范与认证核心元素的相容性和建议性知识规则库，提升几何特征设计的科学性；研究滤波、拟合等功能操作和评定参数的离散数学计算模型所产生的不确定度；建立产品几何特征规范与认证集成智能平台的功能算法库以及算法的软件量规库；开发一套产品几何特征规范与认证集成智能平台原型系统。

新一代GPS （Geometrical Product Specifications，产品几何特征规范与认证）国际标准体系为适应制造业的信息化、标准与计量的数字化以及产品几何特征设计的科学化，集成了数量众多、关系错综复杂、数学基础深奥的各种新概念，使其在制造业中推广应用的难度急剧增大。近年来，发达国家都竞相研究开发相应的数据库和软件支撑系统。我国在该领域研究与发达国家有较大差距。为解决上述问题，本项目研究开发了具有我国自主知识产权的产品几何特征规范与认证集成智能平台，以支持我国制造业的自主创新。取得的主要成果包括以下几个方面：(1) 构建了产品几何特征规范与认证集成智能平台的范畴数据模型，能完整、有效地表达集成智能平台各类几何特征规范和认证所含信息以及信息之间的复杂关联，便于其在计算机中的表示、存取和管理。(2) 建立了几何特征规范与认证核心元素的相容性和建议性知识规则库。该知识规则库一方面能够为几何特征的深入和详细设计提供建议，另一方面能够评判已初步确定的产品几何特征设计的科学性。(3) 建立了产品几何特征规范与认证集成智能平台的功能算法库和软件量规库。功能算法库和软件量规库可以便于设计人员进行决策、计量人员进行各种数据处理以及对功能操作的算法进行标定。(4) 开发了一套产品几何特征规范与认证集成智能平台原型系统。相关研究成果已发表学术研究论文10篇（其中，国际权威和核心期刊上发表SCI论文5篇，EI收录论文10篇），申请发明专利2项，获批软件著作权1项。